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各种加密算法

keros@mark 2022-11-06 资讯中心

今天给各位分享各种加密算法的知识,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站。

本文目录一览

常用的加密算法有哪些?

对称密钥加密

对称密钥加密 Symmetric Key Algorithm 又称为对称加密、私钥加密、共享密钥加密:这类算法在加密和解密时使用相同的密钥,或是使用两个可以简单的相互推算的密钥,对称加密的速度一般都很快。

分组密码

分组密码 Block Cipher 又称为“分块加密”或“块加密”,将明文分成多个等长的模块,使用确定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。这也就意味着分组密码的一个优点在于可以实现同步加密,因为各分组间可以相对独立。

与此相对应的是流密码:利用密钥由密钥流发生器产生密钥流,对明文串进行加密。与分组密码的不同之处在于加密输出的结果不仅与单独明文相关,而是与一组明文相关。

DES、3DES

数据加密标准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美国国家安全局NSA授权下研制的一种使用56位密钥的分组密码算法,并于1977年被美国国家标准局NBS公布成为美国商用加密标准。但是因为DES固定的密钥长度,渐渐不再符合在开放式网络中的安全要求,已经于1998年被移出商用加密标准,被更安全的aes标准替代。

DES使用的Feistel Network网络属于对称的密码结构,对信息的加密和解密的过程极为相似或趋同,使得相应的编码量和线路传输的要求也减半。

DES是块加密算法,将消息分成64位,即16个十六进制数为一组进行加密,加密后返回相同大小的密码块,这样,从数学上来说,64位0或1组合,就有2^64种可能排列。DES密钥的长度同样为64位,但在加密算法中,每逢第8位,相应位会被用于奇偶校验而被算法丢弃,所以DES的密钥强度实为56位。

3DES Triple DES,使用不同Key重复三次DES加密,加密强度更高,当然速度也就相应的降低。

aes

高级加密标准 aes Advanced Encryption Standard 为新一代数据加密标准,速度快,安全级别高。由美国国家标准技术研究所NIST选取Rijndael于2000年成为新一代的数据加密标准。

aes的区块长度固定为128位,密钥长度可以是128位、192位或256位。aes算法基于Substitution Permutation Network代换置列网络,将明文块和密钥块作为输入,并通过交错的若干轮代换"Substitution"和置换"Permutation"操作产生密文块。

aes加密过程是在一个4*4的字节矩阵(或称为体State)上运作,初始值为一个明文区块,其中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte,加密时,基本上各轮加密循环均包含这四个步骤:

合并(AddRoundKey):矩阵中的每个字节与该回合密钥做XOR异或运算,其中回合密钥由主密钥通过Rijndael密钥生成方案生成,这个密钥大小跟原矩阵一致。

替换(SubBytes):矩阵中的每个字节通过一个8位查找表对应的特定字节所替换。这里的8位查找表为S-box(Substitution-box, 置换盒),用来模糊密钥与密文之间的关系,实现输入输出的非线性特征。

行混淆(ShiftRows):矩阵中的每一行的各个字节循环向左方位移,位移量随行数递增。列混淆(MixColumns):每一列的四个字节通过线性变换互相结合,即与一个固定的多项式做乘法。

安全性

已知的针对aes唯一的成功攻击是旁道攻击,2005年时使用缓存时序攻击法,破解了一个装载OpenSSL aes加密系统的客户服务器。

针对区块加密系统最常见的方式,是通过对加密循环次数较少的版本尝试攻击,然后改进算法后继续攻击高级版本,目前这个破解方法还不太实用。

另外由于aes的数据结构具有井然有序的代数结构,有一个担心就是相关的代数攻击,目前基于此的有效攻击方法也暂时没有出现。

非对称密钥加密

非对称密钥加密 Asymmetric Key Cryptography 也可称为 Public Key Cryptography 公开密钥加密:需要两个密钥,分为公钥和私钥,一个用作加密而另外一个只能用于解密,而加密的密钥并不能用来解密。

根据此特性,除了加解密的应用外,还可以确保数字签名的功能:某用户用私钥加密明文,任何人都可以用该用户的公钥解密密文,以此判定身份。

对称密钥需要一个安全的渠道可以交换共用的密钥,而非对称密钥可以将加密公钥公开发布;不过公钥加密在计算上相当复杂,性能远比不上对称加密,所以一般会利用公钥加密来交换对称密钥,然后依靠对称密钥来传输具体的信息。

RSA

RSA是由三个人的名字组成 Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman于1977年在MIT提出,并于1987年公布,是目前最常用的公钥加密算法。

RSA算法的核心是极大整数的因式分解,理论基础在于由两个大质数算出乘积很容易,但是要从一个极大整数因式分解得出两个质数却很难。

ECC

ECC即 Elliptic Curve Cryptography 椭圆曲线密码学,是基于椭圆曲线数学建立公开密钥加密的算法。ECC的主要优势是在提供相当的安全等级情况下,密钥长度更小。

ECC的原理是根据有限域上的椭圆曲线上的点群中的离散对数问题ECDLP,而ECDLP是比因式分解问题更难的问题,是指数级的难度。而ECDLP定义为:给定素数p和椭圆曲线E,对Q=kP,在已知P,Q 的情况下求出小于p的正整数k。可以证明由k和P计算Q比较容易,而由Q和P计算k则比较困难。

数字签名

数字签名 Digital Signature 又称公钥数字签名是一种用来确保数字消息或文档真实性的数学方案。一个有效的数字签名需要给接收者充足的理由来信任消息的可靠来源,而发送者也无法否认这个签名,并且这个消息在传输过程中确保没有发生变动。

数字签名的原理在于利用公钥加密技术,签名者将消息用私钥加密,然后公布公钥,验证者就使用这个公钥将加密信息解密并对比消息。一般而言,会使用消息的散列值来作为签名对象。

数据加密算法有哪些

DES加密算法,aes加密算法,RSA加密算法,Base64加密算法,MD5加密算法,SHA1加密算法。

由于计算机软件的非法复制,通信的泄密、数据安全受到威胁,解密及盗版问题日益严重,甚至引发国际争端,所以在信息安全技术中,加密技术占有不可替代的位置,因此对信息加密技术和加密手段的研究与开发,受到各国计算机界的重视,发展日新月异。

十大常见密码加密方式

一、密钥散列

采用MD5或者SHA1等散列算法,对明文进行加密。严格来说,MD5不算一种加密算法,而是一种摘要算法。无论多长的输入,MD5都会输出一个128位(16字节)的散列值。而SHA1也是流行的消息摘要算法,它可以生成一个被称为消息摘要的160位(20字节)散列值。MD5相对SHA1来说,安全性较低,但是速度快;SHA1和MD5相比安全性高,但是速度慢。

二、对称加密

采用单钥密码系统的加密方法,同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,这种加密方法称为对称加密。对称加密算法中常用的算法有:DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK等。

三、非对称加密

非对称加密算法是一种密钥的保密方法,它需要两个密钥来进行加密和解密,这两个密钥是公开密钥和私有密钥。公钥与私钥是一对,如果用公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密。非对称加密算法有:RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(椭圆曲线加密算法)。

四、数字签名

数字签名(又称公钥数字签名)是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串,这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。它是一种类似写在纸上的普通的物理签名,但是在使用了公钥加密领域的技术来实现的,用于鉴别数字信息的方法。

五、直接明文保存

早期很多这样的做法,比如用户设置的密码是“123”,直接就将“123”保存到数据库中,这种是最简单的保存方式,也是最不安全的方式。但实际上不少互联网公司,都可能采取的是这种方式。

六、使用MD5、SHA1等单向HASH算法保护密码

使用这些算法后,无法通过计算还原出原始密码,而且实现比较简单,因此很多互联网公司都采用这种方式保存用户密码,曾经这种方式也是比较安全的方式,但随着彩虹表技术的兴起,可以建立彩虹表进行查表破解,目前这种方式已经很不安全了。

七、特殊的单向HASH算法

由于单向HASH算法在保护密码方面不再安全,于是有些公司在单向HASH算法基础上进行了加盐、多次HASH等扩展,这些方式可以在一定程度上增加破解难度,对于加了“固定盐”的HASH算法,需要保护“盐”不能泄露,这就会遇到“保护对称密钥”一样的问题,一旦“盐”泄露,根据“盐”重新建立彩虹表可以进行破解,对于多次HASH,也只是增加了破解的时间,并没有本质上的提升。

八、PBKDF2

该算法原理大致相当于在HASH算法基础上增加随机盐,并进行多次HASH运算,随机盐使得彩虹表的建表难度大幅增加,而多次HASH也使得建表和破解的难度都大幅增加。

九、BCrypt

BCrypt 在1999年就产生了,并且在对抗 GPU/ASIC 方面要优于 PBKDF2,但是我还是不建议你在新系统中使用它,因为它在离线破解的威胁模型分析中表现并不突出。

十、SCrypt

SCrypt 在如今是一个更好的选择:比 BCrypt设计得更好(尤其是关于内存方面)并且已经在该领域工作了 10 年。另一方面,它也被用于许多加密货币,并且我们有一些硬件(包括 FPGA 和 ASIC)能实现它。 尽管它们专门用于采矿,也可以将其重新用于破解。

随着社会的发展,产品的更新速度也是越来越快,算法是方案的核心,保护开发者和消费者的权益刻不容缓,那么加密芯片在其中就扮演了重要的角色,如何选择加密芯片呢?
1.市面上加密芯片种类繁多,算法多种,加密芯片强度参差不齐,加密性能与算法、秘钥密切相关。常见的加密算法有对称算法,非对称算法,国密算法,大部分都是基于I2C、SPI或1-wire协议进行通信。加密芯片还是需要项目实际需求选择,比如对称加密算法的特点是计算量小、加密速度快、加密效率高等。
2.因为单片机软加密性能较弱且非常容易被复制,所以有了加密芯片的产生,大大增加了破解难度和生产成本。目前加密芯片广泛应用于车载电子、消费电子、美容医疗、工业控制、AI智能等行业。
3.韩国KEROS加密芯片专注加密领域十多年,高安全性、低成本,在加密保护领域受到了众多客户的高度赞扬及认可。KEROS采用先进的内置aes256安全引擎和加密功能,通过真动态数据交互并为系统中敏感信息的存储提供了安全的场所,有了它的保护电路,即使受到攻击,这些信息也可以保持安全。其封装SOP8,SOT23-6,TDFN-6集成I2C与1-wire协议满足不同应用需求。CK02AT、CK22AT、CK02AP、CK22AP支持1.8V-3.6V,256bit位秘钥长度,5bytes SN序列号,支持定制化免烧录,加密行业首选。关于各种加密算法的介绍到此就结束了,感谢大家耐心阅读。

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